溫峰男 張帥

摘要：軌道交通產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展對國民經(jīng)濟的促進不言而喻。近年來，隨著國民生產(chǎn)制造水平的不斷提高，軌道交通車輛的制造技術(shù)也在不斷創(chuàng)新，尤其是碳鋼材料。其良好的焊接特性和完美的材料成型性已廣泛應(yīng)用于軌道車輛的生產(chǎn)。 碳鋼材料的研究也受到了研究者的廣泛關(guān)注。本文將結(jié)合碳鋼材料的特點，分析碳鋼焊接在軌道車輛中的應(yīng)用現(xiàn)狀，探討其未來的發(fā)展前景。研究內(nèi)容對提高碳鋼焊接在軌道車輛中的應(yīng)用具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：軌道車輛;碳鋼焊接;應(yīng)用

1.碳鋼材料焊接工藝概述

隨著社會工業(yè)化進程的不斷推進，金屬材料加工技術(shù)也在不斷發(fā)展。近年來，碳鋼金屬材料因其可制造性強、價格低廉而得到廣泛應(yīng)用。所謂碳鋼材料，通常是指含碳量較低的鐵和碳的復合材料。在碳鋼金屬材料中，含碳量一般在0.0218%～2.11%之間。對于碳鋼合金，一般來說，碳含量越高，碳鋼材料的硬度和強度就越高，材料的塑性越低。但對于碳鋼焊接工藝來說，如果含碳量較高，含碳量較高的鋼在高溫焊接環(huán)境中會硬化，導致碳鋼材料的焊接性變差，甚至會因淬火而變硬。堅硬并引起焊接裂紋。因此，對于不同含碳量的碳鋼材料，應(yīng)根據(jù)含碳量的高低采用不同的焊接工藝。

2.軌道車輛碳鋼焊接應(yīng)用現(xiàn)狀分析

近年來，隨著碳鋼材料在軌道車輛制造過程中的廣泛使用，碳鋼材料的良好性能得到了人們的認可。為適應(yīng)軌道車輛行業(yè)的發(fā)展，提高碳鋼材料的性能，改善碳鋼金屬材料的焊接特性已成為碳鋼材料的研究重點。

2.1碳鋼金屬材料的焊接現(xiàn)狀

對于碳鋼金屬材料，一般可分為低碳鋼（含碳量小于）、中碳鋼和高碳鋼（含碳量大于0.6%）。對于低碳鋼的焊接，一般采用焊縫金屬材料的含碳量低于母材的含碳量，焊條多為Q235。對于中碳鋼，由于其含碳量較高，其焊接性能相對于低碳鋼較差。在焊接過程中容易產(chǎn)生裂紋。因此，焊接中碳鋼時應(yīng)盡量選用。焊接抗裂性較好的材料，避免焊接過程中產(chǎn)生裂紋。中碳鋼一般采用比焊接母材低一級的低氫焊條焊接。對于高碳鋼，由于其含碳量較高，焊接時容易產(chǎn)生硬脆的高碳馬氏體，大大增加了焊接裂紋的發(fā)生概率。焊接高碳鋼時，應(yīng)根據(jù)要求選用不同的焊條。當焊接強度要求比較高時，可選擇E7015或E6015焊條進行焊接;當焊接強度要求較低時，可選擇E309-15或E309-16焊條進行焊接。

2.2軌道車輛碳鋼焊接應(yīng)用現(xiàn)狀分析

對于發(fā)達國家而言，一般采用高強度的鋼用于軌道車輛的生產(chǎn)制造。如美國的軌道車輛通常采用的鋼強度一般不低于345MPa，俄羅斯一般采用強度在400MPa～500MPa之間的高強度鋼用于軌道車輛的生產(chǎn)制造。對于我國軌道車輛而言，從最開始使用的A3鋼，由于碳鋼等新型材料的出現(xiàn)，A3鋼逐漸被Q235取代。隨著加工制造技術(shù)水平的進一步發(fā)展，在使用過程中發(fā)現(xiàn)Q235的抗腐蝕能力相對來說比較差，Q310、Q345逐漸將Q235進行取代。隨著軌道交通行業(yè)的大力發(fā)展，軌道車輛的材料也在不斷進行發(fā)展，金屬材料也在不斷更新?lián)Q代從而滿足車輛要求。

近年來，我國在軌道車輛焊接應(yīng)用研究，尤其是低碳鋼和高強度耐候鋼方面取得了較大進展，積累了大量經(jīng)驗，具有一定的研究基礎(chǔ)。在焊絲的選用方面，發(fā)現(xiàn)對于剛性耐候鋼，ER50-G、ER55-G、E4303、ER50-6等焊接材料性能良好，在當前軌道車輛的焊接過程中得到廣泛應(yīng)用。.對于焊接性能來說，焊接材料的特性無疑更為重要，焊接工藝也很重要。焊接工藝在一定程度上制約了軌道車輛的制造水平。目前，焊接過程中通常采用GMAW焊接方法，以保證焊接過程中電弧的穩(wěn)定性，從而保證軌道車輛的焊接性能。隨著焊接技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，碳鋼激光焊接方法是目前世界上最新的焊接方法，但我國在這方面的研究還比較落后，碳鋼激光焊接的研究還需進一步深入研究。-深度。

此外，由于軌道車輛等碳鋼金屬材料長時間的處于外部裸露環(huán)境中，會不可避免的出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，嚴重情況下可能威脅軌道車輛的正常行駛安全。為了防止碳鋼腐蝕，一般需要進行碳鋼涂層處理。目前常用的涂層材料有導電聚合物、金屬涂鍍層、電沉積復合鍍層、屏蔽型聚合物及智能涂層等，涂層材料的使用，大大提高了碳鋼材料的抗腐蝕性能，從而提高軌道車輛的運行安全性。

3.軌道車輛碳鋼焊接技術(shù)未來發(fā)展趨勢分析

軌道交通是社會經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)，隨著軌道交通行業(yè)大力發(fā)展，不斷要求軌道車輛的性能得到提高，軌道車輛的焊接技術(shù)的要求也越來越高，未來軌道車輛的焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）碳鋼焊接工藝不斷提高：為了適應(yīng)軌道車輛不斷發(fā)展的技術(shù)要求，焊接工藝必須進行技術(shù)革新。主要包括兩方面，第一首先是對于焊接材料而言，強度高、質(zhì)量輕、剛性好、工藝性強的碳鋼材料是未來的發(fā)展趨勢。另一方面，焊接技術(shù)應(yīng)進一步革新從而盡可能地減少焊接過程中焊接熱量的影響范圍，避免焊接裂紋的出現(xiàn)。

（2）碳鋼涂層材料的革新：涂層材料的使用對于提高軌道車輛等碳鋼材料的使用壽命而言具有重要意義。對于碳鋼涂層材料而言，應(yīng)該大力開發(fā)研究成本低、綠色環(huán)保、加工工藝簡單的涂層材料。

4.總結(jié)

本文總結(jié)了碳鋼材料的焊接工藝，分析了焊接材料、電極材料和碳鋼涂層材料在當前軌道車輛碳鋼焊接中的應(yīng)用現(xiàn)狀，指出了軌道車輛碳鋼焊接技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。碳鋼焊接技術(shù)的改進和碳鋼涂層材料的創(chuàng)新是未來的兩大發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1]汽車用鍍鋅鋼板電阻點焊工藝參數(shù)的優(yōu)化[J].胡心彬，萬斌，董仕節(jié). 熱加工工藝.2010（23）

[2]汽車用鋼板電阻點焊工藝參數(shù)優(yōu)化選擇方法[J].蔡洪能，王雅生，張占偉，楊宏偉.材料工程. 2006（S1）

[3]鐵路貨車高強度耐候鋼藥芯焊絲性能研究[J].張東暉，江銳鋒，武永亮.機車車輛工藝.2014（02）